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基于光纤光镊的长距离微粒可控操纵

光学精密工程 2022年第13期30卷 1555-1563页

作者：姜春雷水华胜陈朋方硕王弢东北石油大学电气信息工程学学院黑龙江大庆163318

在液体中灵活操纵微粒或细胞,特别是将细胞或微粒运输到指定位置,已经被证明在细胞分析、疾病诊断、药物递送等方面有着至关重要的作用。针对细胞或微粒非接触光学捕获的灵活性受限于光纤光镊操纵距离短的问题,提出了一种结构简单且具... 详细信息

在液体中灵活操纵微粒或细胞,特别是将细胞或微粒运输到指定位置,已经被证明在细胞分析、疾病诊断、药物递送等方面有着至关重要的作用。针对细胞或微粒非接触光学捕获的灵活性受限于光纤光镊操纵距离短的问题,提出了一种结构简单且具有长距离非接触可控操纵微粒的新型光纤光镊。利用加热和拉伸技术制作了类锥形平口光纤探针,980 nm的激光经过光纤探针后会对微粒产生大的散射力,将微粒逐渐推离光纤端口,同时借助反向流体阻力,在不移动光纤探针的情况下通过调节激光器光源的输出功率,对轴向位置上直径为6μm的聚苯乙烯微粒可以进行长达102.2μm的可控往返操纵,应用有限元法仿真了光镊的光场强度分布,并采用麦克斯韦应力张量法分析了光镊对微粒的作用力。实验和仿真结果表明,所提出的类锥形平口光镊是可行的。

关键词：光纤光镊光学捕获有限元法麦克斯韦应力张量法

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无轴承永磁薄片电机径向悬浮力精确数学建模

中国电机工程学报 2012年第3期32卷 103-110,9页

作者：左文全吕艳博付向东潘伟朱熀秋江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

无轴承永磁薄片电机具有薄片转子的特殊结构,为了采取有效方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮,研究的关键在于获得无轴承永磁薄片电机精确的径向悬浮力数学模型。在介绍无轴承永磁薄片电机的结构和工作原理基础上,对无轴承永磁薄片... 详细信息

无轴承永磁薄片电机具有薄片转子的特殊结构,为了采取有效方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮,研究的关键在于获得无轴承永磁薄片电机精确的径向悬浮力数学模型。在介绍无轴承永磁薄片电机的结构和工作原理基础上,对无轴承永磁薄片电机气隙磁场进行了详细分析,基于麦克斯韦应力张量法推导了其径向悬浮力数学模型,最后对比验证了利用有限元方法的计算结果和样机实验对数学模型的理论计算结果。验证结果表明,该方法建立的径向悬浮力数学模型误差小、精确度髙。

关键词：无轴承永磁薄片电机径向悬浮力麦克斯韦应力张量法数学模型有限元分析

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基于磁场重构法的轴向磁通轮毂电机建模研究

汽车工程 2020年第1期42卷 81-87,93页

作者：李涛张幽彤梁玉秀杨业艾强北京理工大学机械与车辆学院

轴向磁通轮毂电机具有功率密度大、效率高、轴向长度短等优点,但其特殊的三维结构使采用解析法或有限元法进行电磁设计时很难兼顾快速性与准确性。为减少计算量的同时提高计算结果的准确性,本文中以一台带非晶合金定子齿的无磁轭轴向磁... 详细信息

轴向磁通轮毂电机具有功率密度大、效率高、轴向长度短等优点,但其特殊的三维结构使采用解析法或有限元法进行电磁设计时很难兼顾快速性与准确性。为减少计算量的同时提高计算结果的准确性,本文中以一台带非晶合金定子齿的无磁轭轴向磁通轮毂电机的详细设计为例,综合三维磁场重构法和麦克斯韦应力张量法,给出了轴向磁通轮毂电机气隙磁密的计算模型,推导了单侧转子轴向电磁力和电磁转矩的计算式,分析了定子磁链以及反电动势波形。通过三维瞬态有限元分析对三维磁场重构法的计算值进行了验证,结果表明,三维磁场重构法在减少计算时间的同时,具有较好的精度。

关键词：轴向磁通电机轮毂电机磁场重构法麦克斯韦应力张量法

基于频域拟合的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力建模分析

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电工技术学报 2023年第2期38卷 317-329页

作者：王晓琳石滕瑞鲍旭聪南京航空航天大学多电飞机与电气系统重点实验室南京211106

在无轴承永磁薄片电机系统中,永磁转子因失去轴承支承容易发生偏心位移,为控制转子在几何中心稳定悬浮,径向悬浮力精确建模是无轴承系统高性能可靠运行的关键基础。针对大气隙无轴承永磁薄片电机因转子偏心程度大而引起的径向悬浮力模... 详细信息

在无轴承永磁薄片电机系统中,永磁转子因失去轴承支承容易发生偏心位移,为控制转子在几何中心稳定悬浮,径向悬浮力精确建模是无轴承系统高性能可靠运行的关键基础。针对大气隙无轴承永磁薄片电机因转子偏心程度大而引起的径向悬浮力模型非线性误差问题,该文提出一种基于频域拟合的径向悬浮力精确建模方法,将非线性分量转化为相应函数补偿至径向悬浮力模型中,从而提高了模型精确度。首先,对推导一般径向悬浮力模型过程中出现的多个误差因素及其影响进行系统分析;在此基础上,提出频域拟合方法重构径向悬浮力模型,并分析其非线性特性;最后,将解析模型与有限元仿真所得到的可控径向悬浮力、偏心磁拉力进行深入对比分析,验证了该解析模型的正确性与精确性。

关键词：无轴承永磁薄片电机径向悬浮力麦克斯韦应力张量法频域拟合有限元仿真

100MeV强流质子回旋加速器主磁铁电磁力的数值模拟

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原子能科学技术 2008年第2期42卷 180-184页

作者：杨建俊张天爵钟俊晴中国原子能科学研究院串列加速器升级工程技术部

本工作研究计算中国原子能科学研究院目前正在设计、建造中的100 MeV强流质子回旋加速器CYCIAE-100主磁铁电磁力。计算中选用虚位移法和麦克斯韦应力张量法两种方法。在利用电磁场三维有限元分析程序计算得到紧凑型等时性回旋加速器主... 详细信息

本工作研究计算中国原子能科学研究院目前正在设计、建造中的100 MeV强流质子回旋加速器CYCIAE-100主磁铁电磁力。计算中选用虚位移法和麦克斯韦应力张量法两种方法。在利用电磁场三维有限元分析程序计算得到紧凑型等时性回旋加速器主磁铁电磁场的基础上,先采用虚位移法估算电磁吸力,然后基于麦克斯韦应力张量法在MATLAB环境下编写数值计算程序,详细研究磁极和磁轭受到的电磁吸力。两种方法的计算结果接近。计算得到的主磁铁磁极间吸力大于磁极与盖板间吸力,二者之差由磁极和盖板间的螺栓承担。电磁力的计算结果为主磁铁结构变形计算和结构方案选取提供了依据。

关键词：电磁力麦克斯韦应力张量法虚位移法回旋加速器

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内置式无轴承永磁同步电机悬浮力建模

江苏科技大学学报（自然科学版） 2016年第5期30卷 478-483页

作者：孙晓东罗帅周铸杨泽斌李可江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 江苏大学汽车工程研究院镇江212013 江苏大全凯帆开关有限公司镇江212013 江苏大学电气信息与工程学院镇江212013

精确的悬浮力数学模型有助于无轴承永磁同步电机悬浮力控制系统的设计.基于无轴承永磁同步电机工作原理,建立了一台内置式无轴承永磁同步电机悬浮力的数学模型.首先给出了作用在转子上的麦克斯韦力的表达式,然后对气隙磁路进行分析与简... 详细信息

精确的悬浮力数学模型有助于无轴承永磁同步电机悬浮力控制系统的设计.基于无轴承永磁同步电机工作原理,建立了一台内置式无轴承永磁同步电机悬浮力的数学模型.首先给出了作用在转子上的麦克斯韦力的表达式,然后对气隙磁路进行分析与简化,其次根据麦克斯韦力与气隙磁密的关系,推导了转子在偏心情况下作用在转子上的径向悬浮力,最后基于有限元分析法,对内置式无轴承永磁同步电机的悬浮力进行仿真分析,通过有限元分析,结果验证了悬浮力数学模型的准确性.

关键词：无轴承永磁同步电机悬浮力麦克斯韦应力张量法有限元分析

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一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法研究

南京理工大学学报 2022年第2期46卷 135-142页

作者：刘吉柱陈壮潘建国潘明强李净净苏州大学机电工程学院江苏苏州215000 杰克中央研究院浙江杭州310000

针对永磁球形同步电机多变量非线性系统导致的抗干扰能力差、抖振等问题,该文提出了一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法。基于对永磁球形同步电机新型结构的优化设计,采用麦克斯韦应力张量法建立了悬浮和旋转方向的动力学模型。在旋... 详细信息

针对永磁球形同步电机多变量非线性系统导致的抗干扰能力差、抖振等问题,该文提出了一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法。基于对永磁球形同步电机新型结构的优化设计,采用麦克斯韦应力张量法建立了悬浮和旋转方向的动力学模型。在旋转方向的速度环和位置环设计了一种指数趋近律滑模控制算法,同时在悬浮方向引入终端(Terminal)滑模控制方法,改善了悬浮方向的动态响应和抗干扰能力,提高旋转方向的鲁棒特性,抖振问题得到解决。从仿真和试验结果看,与常规滑模控制方法相比,该文所提出的滑模控制方案更好地实现了球形电机的多自由度高速高动态控制。

关键词：机器人关节永磁球形同步电机滑模控制麦克斯韦应力张量法指数趋近律

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内置式永磁电机齿槽转矩的产生及削弱分析

微电机 2014年第12期47卷 12-15页

作者：蒋卿正华域汽车电动系统有限公司上海201202

基于麦克斯韦应力张量法利用有限元工具进行了整数槽结构内置式永磁电机齿槽转矩的分析,分析了齿槽转矩在转子外圆上的时空分布特点与规律,从比较直观的角度阐述了齿槽转矩的产生原因,并且提出了利用波形抵消来优化永磁体宽度以削弱齿... 详细信息

基于麦克斯韦应力张量法利用有限元工具进行了整数槽结构内置式永磁电机齿槽转矩的分析,分析了齿槽转矩在转子外圆上的时空分布特点与规律,从比较直观的角度阐述了齿槽转矩的产生原因,并且提出了利用波形抵消来优化永磁体宽度以削弱齿槽转矩基波及其高次谐波的方法。

关键词：齿槽转矩内置式永磁电机麦克斯韦应力张量法齿槽转矩高次谐波

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表贴式永磁电机齿槽转矩解析法比较研究

微特电机 2018年第11期46卷 1-5,11页

作者：倪有源王磊合肥工业大学合肥230009 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室合肥230601

对于表贴式永磁电机,分析了计算齿槽转矩的4种解析模型,主要理论包括能量法和麦克斯韦应力张量法。模型中由于考虑极间漏磁和槽漏磁的不同,从而得到齿槽转矩的波形有所不同。并用4种解析模型计算了一台表贴式永磁电机的齿槽转矩。分析... 详细信息

对于表贴式永磁电机,分析了计算齿槽转矩的4种解析模型,主要理论包括能量法和麦克斯韦应力张量法。模型中由于考虑极间漏磁和槽漏磁的不同,从而得到齿槽转矩的波形有所不同。并用4种解析模型计算了一台表贴式永磁电机的齿槽转矩。分析结果表明,考虑极间漏磁和槽漏磁的模型精度较高,并通过有限元法验证了理论分析的有效性。

关键词：永磁电机齿槽转矩解析法能量法麦克斯韦应力张量法